Article paru en juin 2006sécurité au travail
Une mesure des cov portable, sélective et bon marché
Mesurer les teneurs en composés organiques volatils (COV) sur les sites de production qui les utilisent est une obligation réglementaire depuis 2003. Mais faute de matériel adéquat, elle reste souvent lettre morte Avec son détecteur multi-capteurs, aujourd'hui en phase prototype, le CEA apporte une solution portable, sélective et de haut niveau de sensibilité.
La technologie capteurs utilisée a été mise au point au sein de la Direction des applications militaires du CEA. Elle s'appuie sur une microbalance à quartz, caractérisée par sa fréquence de vibration, sur laquelle est déposée une couche mince de matériau sensible. Si le COV à détecter (xylène, dichlorométhane, acétone ) est présent dans l'atmosphère, il est adsorbé en surface et accrot ainsi la masse du cristal oscillant, dont la fréquence de vibration se réduit en proportion.
"Nous atteignons ainsi des sensibilités de 100 ppm, correspondant aux valeurs moyennes d'exposition sur les lieux de travail, explique Lionel Hairault, responsable de ce projet au CEA. Et nous couvrons une palette d'une vingtaine de composés, COV, polluants ou explosifs, grâce à des couches sensibles spécifiques qui ont fait l'objet de plusieurs brevets."
Pourquoi associer plusieurs capteurs sur chaque appareil? D'abord, pour couvrir une large gamme de besoins (2, 4, 6 ou 8 composés détectés) avec le même détecteur, en dédoublant les capteurs si possible. Ensuite, pour renforcer la sélectivité du dispositif: ?aux performances de sélectivité de chaque couche sensible, déjà élevées, nous ajoutons les recoupements effectués par nos algorithmes de traitement à partir des données issues de tous les capteurs." A comparer aux techniques concurrentes qui le plus souvent, listent des interférents sans donner davantage de précisions.
Mais le principal atout du détecteur multi-capteurs réside dans son caractère opérationnel: poids de 2,6 kg, dimensions réduites (20 x 13 x 9 cm), fonctionnement en ponctuel ou en continu sur les lieux même où l'atmosphère doit être contrôlée De plus, le coût est inférieur à 5000 euros, soit le tiers du prix de la principale technique alternative. "Encore ne s'agit-il là que des caractéristiques de notre prototype, avant toute démarche d'industrialisation" précise Lionel Hairault.
Le laboratoire cherche aujourd'hui un partenaire industriel pour la mise au point du détecteur opérationnel, et en particulier des couches sensibles. Constituées de matériaux organiques (polymères, oligomères, macrocycles ), hautement sélectives mais d'une durée de vie inférieure aux oxydes métalliques, elles devront être remplacées périodiquement. D'où l'idée de les placer sur un disque de la taille d'un CD permettant un changement facile. Bien entendu, le système sera paramétré pour alerter l'utilisateur sur la péremption prochaine du capteur.
Outre la sécurité au travail, principal domaine d'application, le détecteur pourrait bénéficier des futures normes européennes sur la surveillance de l'atmosphère dans l'habitat: moquettes, matériaux, peintures relarguent en effet des COV. Autre application possible, le contrôle de la qualité de l'hydrogène dans les piles à combustible: une pile PEMFC dont l'hydrogène contient 50 ppm de monoxyde de carbone voit son rendement chuter de 50%.
